ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ - волны, связанные с любой движущейся микрочастицей, отражающие квантовую природу микрочастиц.

Впервые квантовые свойства были открыты у эл--магн. поля. После исследования M. Плавком (M. Planck) законов теплового тел (1900) в науку вошло представление о "световых порциях" - квантах эл--магн. поля. Эти кванты - фотоны-во многом похожи на частицы (корпускулы): они обладают определёнными энергией и импульсом, взаимодействуют с веществом как целое. В то же время давно известны волновые свойства эл--магн. излучения, к-рые проявляются, напр., в явлениях и интерференции света. T. о., можно говорить о двойственной природе, или о корпускулярно-волновом дуализме, фотона.

Может ли магнитное поле изменять кинетическую энергию заряда и почему? Каково направление магнитного поля в магнетроне и что оно служит? Каково направление электрического поля в магнетроне и чем оно служит? Нарисуйте и описайте зависимость анодного тока от тока катушки в магнетроне. Что такое критический ток и где он протекает? Что происходит в магнетроне в критической точке? Почему анодный ток в магнетроне никогда не падает до нуля, хотя мы помещаем магнитное поле намного больше, чем критическое поле?

Нарисуйте и объясните изображение, полученное на экране осциллографа, когда отклонение применяется к синусоидальному переменному напряжению, а магнитное поле является постоянным и параллельным оси лампы. Нарисуйте и объясните изображение, полученное на экране осциллографа, когда наклонные пластины не прилипают к напряжению, а магнитное поле постоянно и перпендикулярно оси лампы. Каковы катушки Гельмгольца и для чего они нужны? Когда фокус электронов в лампе осциллографа при наличии магнитного поля?

В 1924 Л. де Бройль (L. de Broglie) высказал гипотезу о том, что корпускулярно-волновой дуализм присущ всем без исключения видам материи - электронам, протонам, атомам и т. д., причём количественные соотношения между волновыми и корпускулярными свойствами частиц те же, что и установленные ранее для фотонов. А именно, если частица имеет энергию и импульс, абс. значение к-рого равно р , то с ней связана волна частоты и длины , где6*10 -27 эрг*с - постоянная Планка. Эти волны и получили назв. В. де Б.

Может ли только электрическое поле поляризовать диэлектрик? Могут ли пьезоэлектрические тела иметь центр симметрии элементарной ячейки? Может ли пьезоэлектрический быть телом с концентрацией свободных нагрузок, сравнимой с концентрацией заряда металла? Описать механизм пьезоэлектрического эффекта простого. Что такое пьезоэлектрические модули? Дайте определение модуля Юнга. Что такое зеркальный гальванометр? Дайте определение баллистической постоянной.

Определить вектор магнитного момента. Магнитный момент пропорционален его моменту инерции. Каков полный магнитный момент электрона в атоме и каков полный магнитный момент атома? Как его значение влияет на магнитные свойства этих атомов? Обеспечьте определение магнитной восприимчивости. Объясните поведение диамагнетика, когда оно вводится в область внешнего магнитного поля. Объясните парамагнитное поведение при вводе его во внешнее магнитное поле.

Для частиц не очень высокой энергии , где - масса и скорость частицы. Следовательно, длина В. де Б. тем меньше, чем больше масса частицы и её скорость. Напр., частице с массой в 1 г, движущейся со скоростью 1 м/с, соответствует В. де Б. с10 -18 , что лежит за пределами доступной наблюдению области. Поэтому волновые свойства несущественны в механике макроскопич. тел. Для электронов с энергиями от 1 эВ до 10 000 эВ длины В. де Б. лежат в пределах от 10 до 0,1 , т. е. в интервале длин волн рентг. излучения. Поэтому волновые свойства электронов должны проявиться, напр., при их рассеянии на тех же кристаллах, на к-рых наблюдается дифракция рентгеновских лучей .

Описать влияние температуры на магнитную восприимчивость диамагнитных и парамагнитных. Какова связь между энергией магнитного поля внутри образца и интенсивностью, с которой магнитное поле влияет на образец? Как вы можете разделить вещества из-за их магнитных свойств? Какие типы упорядочения магнитных моментов происходят в материалах? Объяснить механизм создания ферромагнитных доменов. Какова энергетическая устойчивость доменной структуры в ферромагнетиках? Как внешнее магнитное поле влияет на материал доменной структуры?

Объясните существование магнитных гистерезисных петель в ферромагнетиках. Как форма петли гистерезиса определяет магнитные свойства материала? Введите определение относительной магнитной проницаемости. Что такое эффект Баркгаузена? Опишите роль интегрирующей системы при наблюдении петель гистерезиса на экране осциллографа. Почему волновая природа света не объясняет фотоэффект? Эйнштейн интерпретировал фотоэффект? Что такое корпускулярно-волновая двойственность? Каков тормозной потенциал и как он зависит от частоты света?

Первое эксперим. подтверждение гипотезы де Бройля получено в 1927 в опытах К. Дэвиссона (С. Davisson) и Л. Джермера (L. Germer). ускорялся в электрич. поле с разностью потенциалов 100-150 В (энергия таких электронов 100-150 эВ, что соответствует ) и падал на кристалл никеля, играющий роль пространственной дифракц. решётки. Было установлено, что электроны дифрагируют на кристалле, причём именно так, как должно быть для волн, длина к-рых определяется соотношением де Бройля. Волновые свойства электронов, нейтронов и др. частиц, а также атомов и молекул не только надёжно доказаны прямыми опытами, но и широко используются в установках с высокой разрешающей способностью, так что можно говорить об инженерном использовании В. де Б. (см. Дифракция частиц ).

Как определить кинетическую энергию фотоэлектронов? Как определить количество фотоэлектронов? Как определяется постоянная величина Планка в этом упражнении? Почему характеристики и разбрызгивание для высоких положительных напряжений? Какое предположение лежит в основе гипотезы де Бройля? Какие условия должны быть выполнены для усиления интерферирующих волн? Какова связь между опытом Томпсона и гипотезой де Бройля? Как доказать правду гипотезы де Бройля? Какие физические явления описывают уравнения Лауэ?

Нарисуйте и объясните интерференционный образ дифракции света на поликристаллическом. Нарисуйте и объясните интерференционный образ дифракции света на монокристалле. Как вычислить твердый монокристалл на основе интерференционного изображения? Предположим, что нейтроны и электроны имеют одинаковую энергию. Какая часть соответствует длине волны де Бройля?

Подтверждённая на опыте идея де Бройля о корпускулярно-волновом дуализме микрочастиц принципиально изменила представления об облике микромира. Поскольку всем микрообъектам (по традиции за ними сохраняется термин "частицы") присущи и корпускулярные и волновые свойства, то, очевидно, любую из этих "частиц" нельзя считать ни частицей, ни волной в классич. понимании этих слов. Возникла потребность в такой теории, в к-рой волновые и корпускулярные свойства материи выступали бы не как исключающие, а как взаимно дополняющие друг друга. В основу такой теории - волновой, или квантовой, механики - и легла концепция де Бройля, уточнение к-рой привело к вероятностной интерпретации В. де Б. В 1926 M. Борн (M. Born) высказал идею о том, что волновым законам подчиняется величина, описывающая состояние частицы. Она была названа

Обсудите механизмы теплообмена в природе. Обсудите механизмы теплообмена в твердом теле. Обсудите зависимость теплоты твердых тел от температуры. Дайте и обсудим общее уравнение переноса тепла. Каковы коэффициенты тепловой и теплопроводности? Что такое стационарный поток тепла? Как определить коэффициент теплопроводности по результатам опыта Ангстрема? Как вы определяете тепло правильного металла в упражнении?

Основная и замечательная идея, представленная в этой статье, заключалась в том, чтобы утверждать, что любые микрочастицы с ненулевой массой покоя могут быть связаны с волной 32. Теория Бройля перешла от нетрадиционных постулатов Планка к тепловому излучению и - в то же время - из приложения и интерпретации, которые Эйнштейн нашел в объяснении фотоэлектрического эффекта 33.

ЭЛЕКТРОННАЯ ОПТИКА

Мы уже говорили о том, что свет обладает корпускулярно – волновым дуализмом: в некоторых явлениях ведет себя как волна (интерференция, дифракция, поляризация), в других (фотоэффект, поглощение света и др.) – как частица. Частица света – частица электромагнитного излучения оптического диапазона, имеющая энергию

По экстраполяции Луи де Бройль предположил 34, что любые другие микрочастицы обладают фотонноподобными свойствами длины волны. Не была ли теория обратного в теории материи? Разве мы не слишком много думали о «частичном» представлении и не обратили внимания на развевающееся представление? 35. Свойства волны Бройля Выражение плоских волн.

Без демонстрации можно вспомнить, что выбор эллиптических орбит из теории Бора относится к одному и тому же наблюдению. Напомним, называется «стационарная электронная волна». предыдущий результат не вызывает проблем с тем, что с - предельная скорость движения частицы.

и импульс

,

.

Масса покоя фотона , т.е. фотон существует только тогда, когда он движется.

В 1924 году Луи де Бройль высказал предположение, что корпускулярно – волновой дуализм, возможно, проявляют и частицы вещества, в частности электроны. Это значит, что элементарную частицу можно охарактеризовать, сопоставляя частице некоторую волну, длина которой

Экспериментальные данные Де Бройль постулировал существование частиц, связанных с частицами. Целевой слой удаляли путем испарения. Опыт Дэвисона и Гермера Исследование, которое привело Дэвисона к открытию. Дидактическое и педагогическое издательство. Опыт требовал очень чистой эмиссионной поверхности и трубки высокого вакуума. мелкие кристаллы расположены в монокристалле. совершенствование используемой техники 37. Началось в Н. угловое распределение электронов, рассеянных мишенью, было совершенно иным.

И мишень сильно окислялась воздухом, который проникал внутрь. с теорией Л. говорит Дэвиссон Гермер путем нагрева при высоких температурах в водороде и в вакууме. После нагрева и охлаждения поверхности никеля были обнаружены более выраженные максимумы интенсивности отраженного пучка дифракции волн, связанных с электронами. В этом случае, в сочетании с Л. в Дэвиссоне, он обнаружил появление интенсивности электронного пучка, отраженного в некоторых четко определенных направлениях 36.

.

Различие между формулами (1) и (2) существенно и заключается в том, что

1) у фотона нет инертной массы покоя, электроны же имеют массу покоя, а масса движущегося электрона

,

2) у фотонов скорость их движения в вакууме является постоянной величиной, тогда как у электронов скорость движения может быть различной.

Эльзассер предложил использовать тот же метод, чтобы проверить, обладают ли электроны свойствами длины волны и определяют соответствующую им длину волны. Этот результат был в в соответствии с длиной волны, рассчитанной по теории Бройля: λ = 22 Å. Тогда каков физический смысл связанной волны? Взаимодействие электронов с монокристаллическими веществами приводит к явлениям дифракции. Поэтому. нейтронов. Он атомы. Так как непонятно, каков вклад каждого электрона в дифракционную картину. Впоследствии были обнаружены аналогичные явления дифракции и для других типов частиц.

Длина волны

называется длиной волны де Бройля. Волна де Бройля не представляет собой какой – либо самостоятельный колебательный процесс, а только характеризует волновые свойства частицы.

Когда де Бройль опубликовал эту гипотезу, никаких экпериментальных доказательств её правильности не было. Только в 1927 году американские ученые Дэвиссон и Джермер подтвердили эту гипотезу опытом. Изучая рассеяние электронов на кристаллической структуре никеля, они случайно обнаружили дифракцию электронов. В этом же году Томсон и Тарковский уже специально изучали дифракцию электронов на металлической фольге.

Подобно методу, используемому с описанным выше. было замечено, что распределение рассеянных электронов также меняется. в очень долгое время. Вопрос: Может ли частица быть сведена к волне? Волнистый характер - это индивидуальное движение каждого электрона. и так далее Поэтому их рассеяние не было результатом отдельного взаимодействия электронного типа. Другие эксперименты Другие типы экспериментов.

В этом случае также установлено, что соответствующая длина волны совпадает с длиной волны луча в конечном итоге. Но внутренний голос говорит мне, что она еще не настоящая. В ответ на открытый конфликт между двумя известными учеными. идея не принимается другими физиками. Борн пришел к выводу, что дифрагированный электрон можно найти в космосе в любом месте, где его связанная волновая функция отлична от нуля, которая пыталась привести квантовую механику в «Классический керлинг», который до сих пор превышал умственные способности физиков.


Пучок электронов, ускоренный напряжением порядка нескольких десятков киловольт, проходил через тонкую металлическую фольгу и попадал на фотопластинку. Оказалось, что электрон, попадая на фотопластинку, оказывает на неё такое же действие, как и фотон. Затем взяли золотую фольгу, опыт повторили - эффект оказался таким же. Отдельный электрон, пройдя фольгу (или кристалл) не дает наблюдаемой картины. Только в том случае, если через фольгу проходит много электронов, получается дифракционная картина (подобно дифракционной картине от света при наложении вторичных волн).

Эйнштейн применяет метод Бозе и делает вывод о том, что вещество должно проявлять гофрирующие свойства. Еще одна интересная историческая деталь Слейтера, но не слишком близка к секрет Старика в случае отдельного квантового физического процесса. Возникший импульс и причинность. В следующей таблице дается наводящее сравнение между свойствами макроскопических тел и те, которые являются предметом этого параграфа. Это однозначно. Квантовая физика Корпускулярные свойства Свойства гофрирования.

Возвращаясь к первоначальному вопросу. Вместо этого Бор сказал: «Природа самой квантовой теории, но физическая и философская интерпретация этих наблюдений принадлежит Нильсу Бору». Основные наблюдения До сих пор мы видели, что дуализм может принимать следующую логическую схему: Бор показал это. В случае больших микрочастиц ⇒ малой энергии фотона. В качестве примера излучение Рёгенгена ведет себя корпускулярно для комптоновского и фотоэффектов.

Позже была осуществлена дифракция нейтронов и других микрочастиц, что доказывает правоту идеи де Бройля о том, что микрочастицы вещества обладают волновыми свойствами.

Волна де Бройля очень мала. Например, для электрона, масса которого , движущегося со скоростью , длина волны . А для частицы с массой , движущейся со скоростью порядка , длина волны около .

Волна квантовых частиц нашла бесчисленные практические приложения. следующим образом:. после соответствующего эксперимента. Проблемы решены Проблема, включая электронный микроскоп. устройство на основе дифракции электронов. Сколько это происходит, когда электроны ускоряются до напряжения 40 кВ?

Вычислите угол, на котором Дэвиссон и Гермер наблюдали брэгговское отражение электронов с энергией 54 эВ. дисперсия длины волны Бройля электрона. В приведенном выше соотношении были заменены следующие значения: 54 эВ = 54 ⋅. Гейзенберг сначала заложил основы матричной механики, и позднее Шойдерн разработал изгибную механику. Было продемонстрировано, что обе теории физически эквивалентны.

Волновые свойства частиц используются в медицине для дифракционного структурного анализа, в основу которого положена формула Вульфа-Брэггов: , которую мы уже обсуждали. Дифракционно-структурный анализ применяется для определения упорядоченного или разупорядоченного расположения атомов и молекул вещества и для определения параметров кристаллической решетки.

Де Бройль предположил, что волно-корпускулярная двойственность, наблюдаемая в оптике, должна быть действительной для вещества. Эта гипотеза впоследствии была проверена экспериментально. Из физического значения этих волн де Бройль не мог указать ничего конкретного. Волны вышеуказанного типа называются фазовыми волнами, где материя или волны Бройля.

Он определяется однозначно, если мы наложим условие, что волновая фаза будет релятивистским инвариантом. Они совпадают с соответствующими соотношениями для фотонов, если в соотношениях для всех частиц мы рассматриваем постоянную постоянную Планка. Это не обязательно, но подтверждается последующими экспериментальными результатами. Из соотношения получаем выражение для вычисления длины волны волны Бройля. Фазовая скорость волн Бройля равна: и в релятивистской теории, и фазовая скорость равна.

И, конечно, нам интересно понимать принцип действия электронного микроскопа, в основе работы которого лежат волновые свойства электронов.